Linux信号透彻分析理解与各种实例讲解本文将从以下几个方面来阐述

本文将从以下几个方面来阐述信号:
(1)信号的基本知识
(2)信号生命周期与处理过程分析
(3) 基本的信号处理函数
(4) 保护临界区不被中断
(5) 信号的继承与执行
(6)实时信号中锁的研究
第一部分: 信号的基本知识
1.信号本质:
信号的本质是软件层次上对中断的一种模拟。它是一种异步通信的处理机制，事实上，进程并不知道信号何时到来。
2.信号来源
(1)程序错误，如非法访问内存
(2)外部信号，如按下了CTRL+C
(3)通过kill或sigqueue向另外一个进程发送信号
3.信号种类
信号分为可靠信号与不可靠信号,可靠信号又称为实时信号，非可靠信号又称为非实时信号。
信号代码从1到32是不可靠信号,不可靠信号主要有以下问题:
(1)每次信号处理完之后，就会恢复成默认处理，这可能是调用者不希望看到的
(2)存在信号丢失的问题
现在的Linux对信号机制进行了改进，因此，不可靠信号主要是指信号丢失。
信号代码从SIGRTMIN到SIGRTMAX之间的信号是可靠信号。可靠信号不存在丢失，由sigqueue发送，可靠信号支持排队。
可靠信号注册机制:
内核每收到一个可靠信号都会去注册这个信号，在信号的未决信号链中分配sigqueue结构，因此，不会存在信号丢失的问题。
不可靠信号的注册机制:
而对于不可靠的信号，如果内核已经注册了这个信号，那么便不会再去注册，对于进程来说，便不会知道本次信号的发生。
可靠信号与不可靠信号与发送函数没有关系，取决于信号代码，前面的32种信号就是不可靠信号，而后面的32种信号就是可靠信号。
4.信号响应的方式
(1)采用系统默认处理SIG_DFL,执行缺省操作
(2)捕捉信号处理，即用户自定义的信号处理函数来处理
(3)忽略信号SIG_IGN ,但有两种信号不能被忽略SIGKILL ， SIGSTOP
第二部分: 信号的生命周期与处理过程分析
1. 信号的生命周期
信号产生->信号注册－>信号在进程中注销->信号处理函数执行完毕
(1)信号的产生是指触发信号的事件的发生
(2)信号注册
指的是在目标进程中注册，该目标进程中有未决信号的信息:
struct sigpending pending：struct sigpending{struct sigqueue *head, **tail;sigset_t signal;};struct sigqueue{struct sigqueue *next;siginfo_t info;} 其中 sigqueue结构组成的链称之为未决信号链， sigset_t称之为未决信号集。
*head,**tail分别指向未决信号链的头部与尾部。
siginfo_t info是信号所携带的信息。
信号注册的过程就是将信号值加入到未决信号集siginfo_t中，将信号所携带的信息加入到未决信号链的某一个sigqueue中去。
因此，对于可靠的信号，可能存在多个未决信号的sigqueue结构，对于每次信号到来都会注册。而不可靠信号只注册一次，只有一个sigqueue结构。
只要信号在进程的未决信号集中，表明进程已经知道这些信号了，还没来得及处理，或者是这些信号被阻塞。
(3)信号在目标进程中注销
在进程的执行过程中，每次从系统调用或中断返回用户空间的时候，都会检查是否有信号没有被处理。如果这些信号没有被阻塞，那么就调用相应的信号处理函数来处理这些信号。则调用信号处理函数之前，进程会把信号在未决信号链中的sigqueue结构卸掉。是否从未决信号集中把信号删除掉，对于实时信号与非实时信号是不相同的。
非实时信号:由于非实时信号在未决信号链中只有一个sigqueue结构，因此将它删除的同时将信号从未决信号集中删除。
实时信号:由于实时信号在未决信号链中可能有多个sigqueue结构，如果只有一个，也将信号从未决信号集中删除掉。如果有多个那么不从未决信号集中删除信号，注销完毕。
(4)信号处理函数执行完毕
执行处理函数，本次信号在进程中响应完毕。
在第4步，只简单的描述了信号处理函数执行完毕，就完成了本次信号的响应，但这个信号处理函数空间是怎么处理的呢? 内核栈与用户栈是怎么工作的呢? 这就涉及到了信号处理函数的过程。
信号处理函数的过程:
(1)注册信号处理函数
信号的处理是由内核来代理的，首先程序通过sigal或sigaction函数为每个信号注册处理函数，而内核中维护一张信号向量表，对应信号处理机制。这样，在信号在进程中注销完毕之后，会调用相应的处理函数进行处理。
(2)信号的检测与响应时机